FI124376B - Höyrykattila - Google Patents

Höyrykattila Download PDF

Info

Publication number
FI124376B
FI124376B FI20105027A FI20105027A FI124376B FI 124376 B FI124376 B FI 124376B FI 20105027 A FI20105027 A FI 20105027A FI 20105027 A FI20105027 A FI 20105027A FI 124376 B FI124376 B FI 124376B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
steam
reaction chamber
steam boiler
och
wall
Prior art date
Application number
FI20105027A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20105027A0 (fi
FI20105027L (fi
Inventor
Pentti Lankinen
Original Assignee
Foster Wheeler Energia Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foster Wheeler Energia Oy filed Critical Foster Wheeler Energia Oy
Publication of FI20105027A0 publication Critical patent/FI20105027A0/fi
Priority to FI20105027A priority Critical patent/FI124376B/fi
Priority to CN201180006011.5A priority patent/CN102782406B/zh
Priority to PCT/FI2011/050012 priority patent/WO2011086233A1/en
Priority to PL11732705T priority patent/PL2524166T3/pl
Priority to EP11732705.6A priority patent/EP2524166B1/en
Priority to HUE11732705A priority patent/HUE036453T2/hu
Priority to KR1020127016717A priority patent/KR101378347B1/ko
Priority to US13/514,639 priority patent/US8967088B2/en
Priority to RU2012134782/06A priority patent/RU2507444C1/ru
Priority to JP2012548463A priority patent/JP5356613B2/ja
Publication of FI20105027L publication Critical patent/FI20105027L/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI124376B publication Critical patent/FI124376B/fi

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B21/00Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B29/00Steam boilers of forced-flow type
    • F22B29/06Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes
    • F22B29/061Construction of tube walls
    • F22B29/062Construction of tube walls involving vertically-disposed water tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B21/00Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically
    • F22B21/34Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from water tubes grouped in panel form surrounding the combustion chamber, i.e. radiation boilers
    • F22B21/341Vertical radiation boilers with combustion in the lower part
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/0007Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
    • F22B31/0015Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the water tube type
    • F22B31/003Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the water tube type with tubes surrounding the bed or with water tube wall partitions
    • F22B31/0038Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the water tube type with tubes surrounding the bed or with water tube wall partitions with tubes in the bed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/0007Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
    • F22B31/0084Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed with recirculation of separated solids or with cooling of the bed particles outside the combustion bed
    • F22B31/0092Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed with recirculation of separated solids or with cooling of the bed particles outside the combustion bed with a fluidized heat exchange bed and a fluidized combustion bed separated by a partition, the bed particles circulating around or through that partition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/10Water tubes; Accessories therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/38Determining or indicating operating conditions in steam boilers, e.g. monitoring direction or rate of water flow through water tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/18Details; Accessories
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00Casings; Linings; Walls
    • F23M5/08Cooling thereof; Tube walls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Description

HÖYRYKATTILA
[001] Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen höyrykattilaan.
5 [002] Läpivirtauskiertopetihöyrykattilan reaktiokammio käsittää tyypillisesti vaakasuoralta poikkileikkaukseltaan suorakulmaisen, neljän sivuseinän, pohjan ja katon rajaaman sisäosan, jossa kiintoainetta ja esimerkiksi polttoainetta sisältävää petimateriaalia leijutetaan pohjan läpi johdettavan leijutuskaasun, yleensä 10 reaktiokammiossa tapahtuvien eksotermisten kemiallisten reaktioiden vaatiman happipitoisen ensiökaasun avulla. Sisäosaa, ts. reaktiokammiota kutsutaan yleisesti tulipesäksi ja reaktoria I eij u peti katti läksi, kun läpivirtauskiertopetihöyry-kattilassa toteutetaan polttoprosessia. Tulipesän sivuseinillä on tyypillisesti myös yhteitä ainakin polttoaineen ja toisioilman syöttöä varten.
15 [003] Tulipesän sivuseinät on yleensä valmistettu käsittämään putkista ja niiden välisistä evistä muodostettuja paneeleita, jolloin polttoaineen kemiallisissa reaktioissa vapautuvaa energiaa käytetään putkissa virtaavan veden höyrystä-miseen. Usein läpivirtauskiertopetihöyrykattilain sovitetaan myös tulistuspintoja 20 höyryn energiasisällön edelleen kasvattamista varten.
[004] Kun halutaan valmistaa suuritehoinen, esimerkiksi lämpöteholtaan useamman sadan megawatin tehoinen kattila, tarvitaan suuri reaktiotilavuus ja paljon höyrystys- ja tulistuspintaa. Tekniikan tasosta on tunnettua järjestää kattilan <t 25 sivuseiniin tulipesään ulottuvia lämmönsiirtoseinämiä höyrystys- ja tulistuspinta- ° alan lisäämiseksi. Esimerkiksi julkaisussa US 4,442,796 on esitetty tulipesään § järjestettäväksi tällaisia lämmönsiirtoseinämiä. Myös julkaisussa EP 0 653588 °° B1 esitetty kattilan sivuseiniin järjestettyjä tulipesään ulottuvia lämmönsiirtosei- x nämiä.
CC
CL
30 £] [005] Julkaisusta US 2009/0084293 A1 on tunnettua tulipesän seinämästä o g tulipesään ulottuva lämmönsiirtopaneeli, joka muodostuu seinämäparista, jossa ° on kaksi höyrystys putkista muodostettua seinämää vastakkain. Tässä kummas takin seinämästä vain toinen puoli on suoraan tulipesän vaikutuksen alaisena.
2 [006] Kattilan pohjan ala on vaadittavan leijutusilman määrän ja nopeuden perusteella suoraan verrannollinen kattilan tehoon. Tyypillisesti reaktiokammio on poikkileikkaukseltaan suorakaiteen muotoinen. Sen alaosa on järjestetty ari-5 naa kohden kapenevaksi siten, että osa reaktiokammion sivuseinistä on kaltevia ja toinen osa sivuseinistä kulkee suorana kohti arinaa. Tällöin suorana kohti arinaa kulkevat sivuseinät, joita tässä yhteydessä kutsutaan myös päätyseiniksi, muodostuvat kiilamaisesti kapeneviksi kohti arinaa siten, että niiden reunat yhtyvät sivuseinien kalteviin osiin. Tämä pätee poikkileikkaukseltaan suorakai-10 teen muotoiseen reaktiokammioon. Tekniikan tasosta on tunnettu myös poikkileikkaukseltaan muun muotoisia kattilan reaktiokammioita, joissa kuitenkin on usein sellaisia tasomaisia seinämiä, jotka ovat alaosastaan arinaa kohti kape-nevia.
15 [007] Kapenevassa seinämän osassa muodostuu höyrystysputkien järjestä minen seinätasossa helposti ongelmaksi, jos kavennus on riittävän suuri. Läpi-virtausleijupetikattilan luotettavalle toiminnalle on tärkeätä, että höyrystinpinnoil-la putkissa tapahtuva lämmönsiirto on riittävän yhtenäistä tulipesän seinämien eri osissa. Tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että läpivirtauskattilan toiminnan 20 kannalta on haitallista, jos tulipesän eri osissa olevat lämpöpinnat joutuvat erilaiseen leijukerroksen ja lämmönsiirron vaikutukseen riippuen mm. arinan ja tulipesän alaosan rakenteista ja prosessin ohjauksesta. Tyypillisesti tunnetuissa ratkaisuissa kapenevan osan putkien pituudet, tai ainakin putkien tulipesän sisään jäävät osat, voivat olla erilaisia eri kohdassa seinämää.
25 ^ [008] Julkaisussa US 7,516,719 B2 on esitetty läpivirtaushöyrykattilan pää- o tyseinien alaosan rakenne, jolla on tarkoitus vähentää kapenevan alaosan höy-•'t 9 rystysputkien erilaista lämmönsiirtoa ja siten saada mahdollisimman tasainen ja oo toisiaan vastaava lämmönsiirto kussakin rinnakkaisessa putkessa. Julkaisu ϊ 30 esittää ratkaisuksi pienentämää putkien halkaisijaa ja putkien välistä evää ka- i·^ penevassa osassa sen sijaan, että putkien pituus muuttuisi. Tällöin julkaisun
C\J
g mukaan saadaan kustakin eri putkesta riittävissä määrin samanmittaisia, mikä o £ tasoittaa niihin kohdistuvaa lämmönsiirtoa.
c\j 3 [009] Tällainen putkikoon ja eväleveyden muuttaminen seinämän alueella edellyttää suurta määrä hitsauksia, mikä lisää työvaiheita ja riskiä vuodosta.
[0010] Keksinnön eräänä tarkoituksena onkin aikaansaada höyrykattila, jonka 5 alaosan rakenne entistä paremmin mahdollistaa suuritehoisen ja -kokoisen kattilan toteuttamisen.
[0011] Keksinnön erityisenä tarkoituksena on aikaansaada läpivirtauskiertope-tihöyrykattila, jonka alaosan rakenne entistä paremmin mahdollistaa suuritehoi- 10 sen ja -kokoisen kattilan toteuttamisen.
[0012] Keksinnön tavoitteet saavutetaan höyrykattilalla, joka käsittää pohjaosan ja katto-osan sekä pystysuunnassa pohjaosan ja katto-osan välillä ulottuvat seinät muodostaen höyrykattilan reaktiokammion, jonka seinät muodostavat 15 höyrystysputkia käsittävän rakenteen, ja joka höyrykattila käsittää ala-osassaan ainakin yhden kohti pohjaosaa kapenevan seinän osan. Keksinnölle on pääasiassa tunnusomaista se, että mainitun kapenevan seinän osan höyryputkista ensimmäinen joukko on järjestetty kulkemaan seinän tasolta reaktiokammioon ja ulottumaan seinän tasosta reaktiokammion puolella höyrykattilan pohjaosalle 20 ja toinen joukko höyryputkia on järjestetty kulkemaan pohja-osalle seinän tasoa pitkin..
[0013] Tällaisella ratkaisulla saadaan aikaiseksi höyrykattila, jonka höyryputkia käsittävän päätyseinän alaosan pohjaosaa kohti kapeneva rakenne on höyryn- 25 tuotannon kannalta edullinen. Erityisesti tällaisella ratkaisulla saadaan aikaisek-? si läpivirtaushöyrykattila, jonka höyryputkia käsittävän päätyseinän alaosan
O
^ pohjaosaa kohti kapeneva rakenne mahdollistaa läpivirtauskattilan toiminnan 9 kannalta edullisen riittävän yhtäläisen lämmönsiirron kuhunkin rakenteen höy- oo cvj ryputkeen.
En 30 Q_ is^ [0014] Mainittu seinän osa käsittää erään keksinnön suoritusmuodon mukai- c\j g sesti seinän osan keskiakseliin nähden symmetrisesti pohjaosaa kohti kapene- o £ van seinän osan, jossa ensimmäinen joukko höyryputkia käsittää höyryputkia c\j keskiakselin molemmilta puolilta.
4
[0015] Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan mainittu ensimmäinen joukko höyryputkia kulkee kahdessa eri ryhmässä etäisyyden päässä toisistaan siten, että ne ovat yhdeltä sivulta toisiinsa nähden oleellisesti vastak- 5 käin. Tällä aikaansaadaan se, että seinäkkeeseen kuuluvat mainittu ensimmäinen joukko höyryputkia ovat oleellisesti yhdeltä sivultaan vapaana reaktiokam-mion lämpövirrasta, jolloin niiden olosuhteet vastaavat oleellisesti toisen joukon höyryputkien olosuhteita. Tämä on erityisen edullista läpivirtaushöyrykattilan yhteydessä.
10
[0016] Erään edullisen suoritusmuodon mukaan ensimmäisen joukon höyry-putkien mainitut eri ryhmät kulkevat seinäkkeessä etäisyyden päässä toisistaan olevissa eri tasossa höyrykattilan pohjaosalle. Tällöin on edelleen edullista, että ensimmäisen ryhmän ja toisen ryhmän välinen etäisyys on sellainen, että niiden 15 väliin on järjestetty tila, joka on myös reaktiokammiosta erotettu kaasutiiviisti.
[0017] Mainittuun tilaan on järjestetty erään suoritusmuodon mukaan väliaineen syöttöelimet väliaineen syöttämiseksi tilan kautta reaktiokammion sisään ja / tai mainittuun tilaan on järjestetty yksi tai useampi mittausanturi reak- 20 tiokammion olosuhteiden määrittämiseksi. Syöttöelimet on edullisesti järjestetty syöttämään happea sisältävää kaasua.
[0018] Edullisesti ensimmäisen ja toisen joukon höyryputket on järjestetty vastaanottamaan oleellisesti yhtä suuren lämpövirran reaktiokammiosta. Tällöin 25 höyrykattila on edullisesti läpivirtauskattila.
δ
CM
4 [0019] Erään suoritusmuodon mukaan ensimmäisen ja toisen joukon höyryput- o ^ ket ovat oleellisesti yhtä pitkät, jolloin seinäkkeen koko päätyseinän tasosta
CM
poispäin määräytyy edullisesti ensimmäisen joukon putkien lukumäärään mu-£ 30 kaan.
CM
o g [0020] Erään edullisen suoritusmuodon mukaan ensimmäinen joukko höyry- ° putkista ulottuu päätyseinän tasosta reaktiokammion puolella höyrykattilan pöh- 5 jaosalle ainakin osan matkaa suorasta kulmasta poikkeavassa kulmassa tasoon nähden muodostaen yläpinnaltaan kaltevan seinäkkeen reaktiokammioon.
[0021] Erään suoritusmuodon mukaan ensimmäinen ja toinen joukko höyryput-5 kista on kytketty yhteiseen höyrystettävän aineen jakajaan.
[0022] Keksinnön mukainen höyrykattila on edullisesti läpivirtauskiertopeti-höyrykattila, joka on järjestetty eksotermisen reaktion toteuttamiseksi sen reak-tiokammiossa ylläpidettävässä kiertopedissä. Läpivirtauskiertopetihöyrykattilan 10 reaktorin seinämät käsittävät höyryputkia.
[0023] Tällöin ainakin reaktiokammion alaosan seinämät ja erityisesti mainittu alaosassaan ainakin yksi kohti pohjaosaa kapeneva seinän osa ja siihen muodostettu seinäke ovat reaktiokammion puoleiselta pinnaltaan edullisesti päällys- 15 tetty tulenkestävällä materiaalilla.
[0024] Muut keksinnölle ominaiset lisätunnuspiirteet käyvät ilmi oheisista patenttivaatimuksista ja seuraavasta kuvioiden suoritusmuotojen selityksestä.
20 [0025] Seuraavassa keksintöä ja sen toimintaa selostetaan viittaamalla oheisiin kaaviomaisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää kaaviomaisesti erästä suoritusmuotoa keksinnön mukaisesta läpivirtauskiertopetihöyrykattilasta, ja kuvio 2 esittää kuvion 1 läpivirtauskiertopetihöyrykattilan päätyseinän alaosan 25 putkirakennetta. δ c\j 4 [0026] Kuviossa 1 on esitetty kaaviomaisesti erään keksinnön mukaisen höyry- o ^ kattilan 10 suoritusmuoto, joka on tyypiltään läpivirtauskiertopetihöyrykattila.
CVJ
Kierto peti katti la 10 käsittää pohjaosan 12 ja katto-osan 16 ja näiden välillä ulot- £ 30 tuvat seinät 14. Lisäksi on selvää, että läpivirtauskiertopetihöyrykattila käsittää monia sellaisia osia ja elementtejä, joita tässä ei ole selvyyden vuoksi esitetty, o g Pohjaosa, katto-osa ja seinät 14 muodostavat reaktiokammion 20, joka kattilas- ° sa on tulipesä. Pohjaosaan 12 kuuluu myös arina 25, jonka kautta reaktoriin johdetaan mm. leijutuskaasua. Kiertopetireaktori käsittää lisäksi kiintoaine- 6 erottimen 18, joka on tyypillisesti syklonierotin. Kiintoaine-erotin on yhdistetty reaktiokammioon sen yläosasta, katto-osan läheisyydestä yhdyskanavalla 22, jota pitkin reaktiokaasun ja kiintoaineen yhdistelmä voi virrata kiintoaine-erottimeen 18. Kiintoaine-erottimessa kaasusta erotetaan kiintoainetta, jota 5 mahdollisen käsittelyn, kuten jäähdytyksen, jälkeen johdetaan takaisen reaktiokammioon 20, ts. tulipesään. Tätä varten kiintoaine-erotin on yhdistetty reak-tiokammion 20 alaosaan paluukanavalla 24. Kaasu, josta kiintoainetta on erotettu, johdetaan järjestelmässä jatkokäsittelyyn kiintoaine-erottimen kaasunpois-toyhteen 26 kautta.
10
[0027] Reaktiokammion 20 kaksi vastakkaista sivuseinää 14.1, 14.2 on järjestetty kalteviksi läpivirtauskiertopetihöyrykattilan alaosassa siten, että sivuseinät lähestyvät toisiaan pohjaosaa 12 kohti lähestyttäessä. Tässä reaktiokammio 20 on poikkileikkaukseltaan nelikulmionmuotoinen, joten sitä rajaavat sivuseinien 15 lisäksi päätyseinät, joista tässä on esitetty vain toinen 14.3. Päätyseinät ovat alaosastaan 14.31 pohjaosaa 12 kohti lähestyttäessä kapenevat. Päätyseinät käsittävät höyrystysputkia 30, jotka on järjestetty edullisesti siten, että niihin kaikkiin kohdistuva lämpökuorma reaktorista on oleellisesti yhtä suuri. Kuviossa 2 on esitetty kaaviomaisesti päätyseinän alaosa 14.31 höyrystysputkirakenteen 20 osalta. On huomattava, että kuviossa putket on yksinkertaisuuden vuoksi kuvattu viivoilla ja putkia käytännössä yhdistävät evät on kuvattu viivojen välisillä etäisyyksillä.
[0028] Päätyseinien alaosat 14.31 käsittävät kapenevan osan 14.33, johon si- «t 25 vuseinien viisto osa kytkeytyy. Päätyseinän kapenevan seinän osan 14.31 höy- ° ryputkista ensimmäinen joukko 30.1 (kuvio 2) on järjestetty kulkemaan kapene- i 3 valta seinän osalta reaktiokammioon 20 ja ulottumaan seinän tasosta Y-Z (ku- i oo vio 2) reaktiokammion 20 puolella höyrykattilan pohjaosalle 12 muodostaen x seinäkkeen 11 reaktiokammioon 20 ja toinen osa höyryputkista 30.2 on järjes-
CL
30 tetty kulkemaan pohjaosalle seinän tasoa Y-Z (kuvio 2) pitkin. Tällä tavoin oleel- Γ1'' o lisesti kaikki kapenevan osan 14.33 höyryputket ovat reaktiokammiossa 20 ta rn ° pahtuvan reaktion vaikutuksen alaisena. Kapenevan osan muodostaminen ei o
CVJ
7 näin vaadi esimerkiksi putkien koon pienentämistä tai niiden välisen etäisyyden merkittävää pienentämistä.
[0029] Päätyseinä 14.3 on alaosan yläpuolella oleellisesti katto-osaan 16 asti 5 yhden leveyksinen, ts. sen leveys ei oleellisesti muutu, jolloin höyrystysputkien 30 määrä ja niiden etäisyys toisistaan on likimain vakio lukuun ottamatta mahdollisia erikoiskohtia, kuten aukkoja. Putket kulkevat seinässä oleellisesti seinän pituusakselin Y suuntaisesti. Kapenevassa osassa seinän tasossa Y-Z kulkevat putket on järjestetty kulkemaan ainakin osittain kulmassa pituusakseliin Y näh-10 den kohti päätyseinän kapenevaan osaan 14.33 järjestettyä seinäkettä 11. Ensimmäinen joukko 30.1 höyryputkista on taivutettu seinän tasosta Y-Z ulos re-aktiokammioon päin ja edelleen kohti pohjaosaa 12. Päätyseinän kapean osan höyryputkista toinen joukko 30.2 kulkee seinän tasossa pohjaosalle 12 saakka joko koko matkan edellä mainitussa kulmassa pituusakseliin Y nähden tai niin 15 että putket ovat pohjaosan puoleisessa päässä taivutettu takaisin pituusakselin Y suuntaiseksi.
[0030] Kuviossa 1 kapeneva seinän osa 14.41 on sen keskiakseliin Y nähden symmetrisesti pohjaosaa 12 kohti kapeneva. Tällöin seinäke 11 on muodostettu 20 oleellisesti keskelle päätyseinää.
[0031] Kukin mainittu ensimmäisen joukon höyryputkista 30.1 muodostaa edullisesti oleellisesti yhtä pitkän virtaustien kuin toisen joukon höyrystysputket 30.2. Tässä yhteydessä on syytä muistaa, että tiettyä pientä vaihtelua voidaan 25 sallia myös läpivirtauskattilassa. Tällä on vaikutus kunkin rinnakkaisen / samalla ? vertikaalitasolla olevan putken lämpötilaan ja sitä kautta putkiseinämässä esiin-
O
^ tyviin jännityksiin. Käytännössä mahdollinen pituusero määritetään suunnittelu- 9 vaiheessa putkien välisen laskennallisen lämpötilaeron (esim. tietyn putken
CO
c\j lämpötilaero keskimääräisestä lämpötilasta) mukaan, jolle asetetaan tietty mak- | 30 simiarvo. Maksimiarvo riippuu mm. sallituista jännityksistä seinärakenteessa.
[0032] Seinäke 11 käsittää edullisesti seinäkkeen pituusakselin Y molemmilta
LO
o puolilta taivutettuja höyryputkia 30.1. Edelleen eri puolilta taivutetut höyryputket o 30.1, ts. ensimmäinen joukko höyryputkia 30.1 kulkee kahdessa eri ryhmässä 8 30.1’; 30.1” (kuvio 2) etäisyyden X’-X” päässä toisistaan. Tällöin kummankin ryhmän putket ja niiden muodostamat seinämät ovat toiselta sivultaan reak-tiokammioon 20 yhteydessä ja toiselta sivultaan eivät ole. Edullisesti ensimmäinen ja toinen joukko höyryputkia ovat toiselta sivulta toisiinsa nähden vastak-5 käin. Ensimmäinen ja toinen joukkohöyryputkia muodostavat käytännössä kaa-sutiiviit seinät tai paneelit. Tämä aikaansaa sen, että myös seinäkkeen 11 kautta kulkevaan ensimmäiseen joukkoon höyryputkia 30.1 kohdistuu vastaava lämpövirta kuin toiseen joukkoon höyryputkia 30.2 jotka kulkevat reaktorin päätyseinän tasossa Y-Z. Edullisesti keksinnön mukainen höyrykattila onkin läpivir-10 tauskiertopetihöyrykattila, jolloin edellä kuvatun piirteen vaikutuksesta läpivir-tauskiertopetikattilan toiminta on entistä parempi.
[0033] Ensimmäisen ryhmän 30.1’ ja toisen ryhmän 30.1” putkien välinen etäisyys X’-X” on edullisesti sellainen, että niiden väliin on järjestetty reaktiokam- 15 miosta 20 erotettu tila 32. Tila mahdollistaa väliaineen syöttöelimien 36 järjestämisen seinäkkeen 11 yhteyteen, jolloin väliaineen syöttäminen tilan kautta reaktiokammion sisään voi tapahtua keskemmälle reaktiokammioon 20. Etäisyys X’-X” voi vaihdella tietyissä rajoissa. Erityisesti eräässä suoritusmuodossa, jos etäisyys X’-X”on suurempi kuin kahden höyryputken halkaisija ja niiden 20 välisen evän leveys, muodostetaan ainakin yhdestä ensimmäisen joukon höy-ryputkesta tilan 32 katto. Kun etäisyys valitaan edelleen suuremmaksi, voidaan katto muodostaa useammasta kuin yhdestä rinnakkaisesta höyryputkesta.
[0034] Edelleen tilaan 32 voi olla järjestetty yksi tai useampi mittausanturi 38 25 reaktiokammion olosuhteiden mittaamiseksi. Tällä tavoin mitta-arvoja saadaan oj keskemmältä reaktorikammiosta 20, mikä usein antaa todenmukaisemman ku- i S van prosessista.
CO
C\]
[0035] Ensimmäisen joukon höyryputket 30.1 seinäkkeessä muodostavat edul- £ 30 lisesti kaksi rinnakkaista tasomaista rakennetta eri tasoissa Y-X’; Y-X” (kuvio 2) £j Seinäke on tasossa Y-X edullisesti pystysuora, jolloin kiertopetireaktorin kiinto- o g ainevirran kuluttava vaikutus on minimoitu.
δ
C\J
9
[0036] Seinäkkeen putket on yhdistetty toisiinsa edullisesti evärakenteella. Sei-näke 11 on lisäksi edullisesti pinnoitettu tulenkestävällä materiaalilla reak-tiokammion 20 puoleiselta pinnalta sinänsä tunnetulla tavalla.
5 [0037] Seinäke 11 on edullisesti kohtisuorassa päätyseinän 14.3 tasoon Y-Z
nähden ja päätyseinän pituusakselin Y suuntainen.
[0038] Kuviosta 2 on edelleen nähtävissä, että seinäkkeen yläpinnan putket ovat viistoja. Edullisesti myös massatun seinäkkeen todellinen yläpinta 11.1 on 10 viisto. Viisto yläpinta mm. vähentää reaktorikammiossa 20 sen käytön (läpivir-tauskiertopetihöyrykattila) aikana liikkuvan kiintoaineen kuluttavaa vaikutusta. Myös viisto yläpinta on varustettu pinnoitemateriaalilla. Seinäkkeessä 11 ensimmäinen joukko 30.1 höyryputkista ulottuu seinän tasosta Y-Z reaktiokammi-oon 20 ja edelleen höyrykattilan pohjaosalle 12 ainakin osan matkaa suorasta 15 kulmasta poikkeavassa kulmassa tasoon Y-Z nähden muodostaen yläpinnaltaan 11.1 kaltevan seinäkkeen 11 reaktiokammioon 20.
[0039] Reaktorin höyrykytkentä voidaan toteuttaa esimerkiksi siten, että ensimmäinen 30.1 ja toinen joukko 30.2 höyryputkista on kytketty niille yhteiseen 20 höyrystettävän aineen jakajaan 34.
[0040] On huomattava, että edellä on esitetty vain muutamia keksinnön edullisimpia suoritusmuotoja. Esimerkiksi kattilan poikkileikkauksenmuoto voi olla muukin kuin nelikulmio. Siten on selvää, että keksintö ei ole rajoitettu edellä esi- 25 tettyihin suoritusmuotoihin, vaan sitä voidaan soveltaa monin tavoin. Eri suori-=* tusmuotojen yhteydessä esitettyjä piirteitä voidaan keksinnön perusajatuksen ° puitteissa niin ikään käyttää muiden suoritusmuotojen yhteydessä ja/tai yhdis- i 3 teliä esitetyistä piirteistä erilaisia kokonaisuuksia, mikäli niin halutaan ja tekniset i °° mahdollisuudet tähän ovat olemassa.
X
cc
CL
C\l
O
m o δ
CM

Claims (12)

1. Höyrykattila (10), joka käsittää pohjaosan (12) ja katto-osan (16) se kä pystysuunnassa pohjaosan ja katto-osan välillä ulottuvat seinät (14) muo-5 dostaen höyrykattilan reaktiokammion (20), jonka seinät (14) muodostavat höy-rystysputkia (30) käsittävän rakenteen, ja joka höyrykattila (10) käsittää alaosassaan ainakin yhden kohti pohjaosaa (12) kapenevan seinän osan (14.31), tunnettu siitä, että mainitun kapenevan seinän osan (14.31) höyryputkista ensimmäinen joukko (30.1) on järjestetty kulkemaan seinän tasolta (Y-Z) reak- 10 tiokammioon (20) ja ulottumaan seinän tasosta (Y-Z) reaktiokammion (20) puolella höyrykattilan pohjaosalle (12) muodostaen seinäkkeen (11) reaktiokammi-oon (20) ja toinen joukko (30.2) on järjestetty kulkemaan pohjaosalle seinän tasoa (Y-Z) pitkin.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen höyrykattila, tunnettu siitä, että kapeneva seinän osa (14.31.) käsittää sen keskiakseliin (Y) nähden symmetrisesti pohjaosaa kohti kapenevan seinän osan, ja että ensimmäinen joukko höy-ryputkia käsittää höyryputkia keskiakselin molemmilta puolilta.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen höyrykattila, tunnettu siitä, että ensimmäinen joukko höyryputkia (30.1) kulkee kahdessa eri ryhmässä (30.1’; 30.1”) etäisyyden päässä toisistaan siten, että ne ovat yhdeltä sivulta toisiinsa nähden oleellisesti vastakkain.
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen höyrykattila, tunnettu siitä, että o ensimmäinen joukko höyryputkia (30.1) kulkee etäisyyden päässä toisistaan CM 4 olevissa eri tasossa (Y-X’; Y-X”) höyrykattilan pohjaosalle (12). cp 00 cv
5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen höyrykattila, tunnettu siitä, että 3. ensimmäisen ryhmän (30.1’) ja toisen ryhmän (30.1”) välinen etäisyys on sel- r-v. lainen, että niiden väliin on järjestetty reaktiokammiosta (20) erotettu tila (32). cv o m
° 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen höyrykattila, tunnet- o cv tu siitä, että ensimmäisen (30.1) ja toisen joukon (30.2) höyryputket on järjes- 11 tetty vastaanottamaan oleellisesti yhtä suuren lämpövirran reaktiokammiosta (20).
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen höyrykattila, tunnettu sitä, että en-5 simmäisen (30.1) ja toisen joukon (30.2) höyryputket ovat oleellisesti yhtä pitkät.
8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen höyrykattila, tunnettu siitä, että mainittuun tilaan (32) on järjestetty väliaineen syöttöelimet (36) väliaineen syöt- 10 tämiseksi tilan kautta reaktiokammion sisään.
9. Patenttivaatimuksen 5 mukainen höyrykattila, tunnettu siitä, että mainittuun tilaan (32) on järjestetty yksi tai useampi mittausanturi (38) reaktiokammion olosuhteiden mittaamiseksi. 15
10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen höyrykattila, tunnettu siitä, että ensimmäinen (30.1) ja toinen joukko (30.2) höyryputkista on kytketty yhteiseen höyrystettävän aineen jakajaan (34).
10 Patentti vaati m u kset
11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen höyrykattila, tunnettu siitä, että ensimmäinen joukko (30.1) höyryputkista ulottuu seinän tasosta (Y-Z) reaktiokammion (20) puolella höyrykattilan pohjaosalle (12) ainakin osan matkaa suorasta kulmasta poikkeavassa kulmassa tasoon (Y-Z) nähden muodostaen yläpinnaltaan (11.1) kaltevan seinäkkeen (11) reaktiokammioon (20). 25
=* 12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen höyrykattila, tunnet- ° tu siitä, että höyrykattila on läpivirtauskiertopetikattila. o CO C\l 30 X cc CL CM O m o δ CM 12 1. Ängpanna (10) som innefattar en bottendel (12) och en takdel (16) samt väggar (14) som i vertikalriktningen sträcker sig mellan bottendelen och takdelen och 5 bildar ängpannans reaktionskammare (20), vars väggar (14) bildar en konstruktion som utgörs av förängningsrör (30), och vilken ängpanna (10) innefattar i sin nedre del ätminstone en väggdel (14.31) som smalnar av mot bottendelen (12), kännetecknad av att ett första antal (30.1) ängrör i nämnda avsmalnande väggdel (14.31) är anordnade att löpa frän väggplanet (Y-Z) tili 10 reaktionskammaren (20) och sträcka sig pä reaktionskammarens (20) sida frän väggplanet (Y-Z) tili ängpannans bottendel (12) och de bildar en vägg (11) i reaktionskammaren (20), och ett andra antal (30.2) är anordnade att löpa tili bottendelen utmed väggplanet (Y-Z). 15 2. Ängpanna enligt patentkravet 1, kännetecknad av att den avsmalnande väggdelen (14.31) innefattar en väggdel som i förhällande till dess mittaxel smalnar av symmetriskt mot bottendelen, och att det första antalet ängrör innefattar ängrör pä bägge sidorna av mittaxeln. 20 3. Ängpanna enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknad av att det första anta let ängrör (30.1) löper i tvä olika grupper (30.1'; 30.1") pä ett avständ frän var-andra sä att de är väsentligen mittemot varandra pä en sida. 4. Ängpanna enligt patentkravet 3, kännetecknad av att det första antalet äng-^ 25 rör (30.1) löper pä olika niväer (Y-X'; Y-X") som ligger pä ett avständ frän var- ^ andra tili ängpannans bottendel (12). o i 00 » w 5. Ängpanna enligt patentkravet 3, kännetecknad av att avstandet mellan den första gruppen (30.1') och den andra gruppen (30.1") är sädant att ett utrymme 30 (32) avskilt frän reaktionskammaren (20) är anordnat mellan dem. C\J o LO o δ C\J 13 6. Ängpanna enligt nägot av föregaende patentkrav, kännetecknad av att det första antalet (30.1) och det andra antalet (30.2) angrör är anordnade för att motta ett väsentligen lika stort värmeflöde frän reaktionskammaren (20). 5 7. Ängpanna enligt patentkravet 6, kännetecknad av att det första antalet (30.1) och det andra antalet (30.2) angrör är väsentligen lika länga. 8. Ängpanna enligt patentkravet 5, kännetecknad av att matningsorgan (36) för medium är anordnade i nämnda utrymme (32) för inmatning av medium i reak- 10 tionskammaren genom utrymmet. 9. Ängpanna enligt patentkravet 5, kännetecknad av att en eller flera mätgivare (38) är anordnad/-e i nämnda utrymme (32) för mätning av förhällandena i reaktionskammaren. 15 10. Ängpanna enligt patentkravet 1, kännetecknad av att det första antalet (30.1) och det andra antalet (30.2) angrör är kopplade tili en gemensam förde-lare (34) för materialet som skall förängas. 20 11. Ängpanna enligt patentkravet 1, kännetecknad av att det första antalet (30.1) angrör sträcker sig pä reaktionskammarens (20) sida frän väggplanet (Y-Z) tili ängpannans bottendel (12) i en vinkel som ätminstone pä en del av sträckan avviker frän rät vinkel i förhällande till planet (Y-Z), och bildar en vägg (11) med sned övre yta (11.1) i reaktionskammaren (20). S 25 o ^ 12. Ängpanna enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknad av att 9 ängpannan är en genomströmningspanna med cirkulerande virvelbädd. 00 C\J X X Q. C\J o m o δ c\j
FI20105027A 2010-01-15 2010-01-15 Höyrykattila FI124376B (fi)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20105027A FI124376B (fi) 2010-01-15 2010-01-15 Höyrykattila
EP11732705.6A EP2524166B1 (en) 2010-01-15 2011-01-12 Steam generation boiler
PCT/FI2011/050012 WO2011086233A1 (en) 2010-01-15 2011-01-12 Steam generation boiler
PL11732705T PL2524166T3 (pl) 2010-01-15 2011-01-12 Kocioł do wytwarzania pary
CN201180006011.5A CN102782406B (zh) 2010-01-15 2011-01-12 蒸汽发生锅炉
HUE11732705A HUE036453T2 (hu) 2010-01-15 2011-01-12 Gõzfejlesztõ kazán
KR1020127016717A KR101378347B1 (ko) 2010-01-15 2011-01-12 증기 발생 보일러
US13/514,639 US8967088B2 (en) 2010-01-15 2011-01-12 Steam generation boiler
RU2012134782/06A RU2507444C1 (ru) 2010-01-15 2011-01-12 Паровой котел
JP2012548463A JP5356613B2 (ja) 2010-01-15 2011-01-12 蒸気発生ボイラ

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20105027A FI124376B (fi) 2010-01-15 2010-01-15 Höyrykattila
FI20105027 2010-01-15

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20105027A0 FI20105027A0 (fi) 2010-01-15
FI20105027L FI20105027L (fi) 2011-07-16
FI124376B true FI124376B (fi) 2014-07-31

Family

ID=41620865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20105027A FI124376B (fi) 2010-01-15 2010-01-15 Höyrykattila

Country Status (10)

Country Link
US (1) US8967088B2 (fi)
EP (1) EP2524166B1 (fi)
JP (1) JP5356613B2 (fi)
KR (1) KR101378347B1 (fi)
CN (1) CN102782406B (fi)
FI (1) FI124376B (fi)
HU (1) HUE036453T2 (fi)
PL (1) PL2524166T3 (fi)
RU (1) RU2507444C1 (fi)
WO (1) WO2011086233A1 (fi)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI124376B (fi) 2010-01-15 2014-07-31 Foster Wheeler Energia Oy Höyrykattila
HUE050235T2 (hu) * 2016-06-20 2020-11-30 Sumitomo SHI FW Energia Oy Földönálló vízmelegítõ
CN113776079B (zh) * 2021-09-18 2023-02-24 西安热工研究院有限公司 一种风冷式垂直水冷壁中间过渡管件

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU85161A1 (ru) * 1949-05-25 1949-11-30 Б.П. Серов Непрерывный топочный экран пр моточного котла
GB802173A (en) 1956-01-27 1958-10-01 Babcock & Wilcox Ltd Improvements in tubulous steam boilers
GB1604221A (en) * 1977-05-02 1981-12-02 Appa Thermal Exchanges Ltd Removal of ash from fluidised beds
US4442796A (en) 1982-12-08 1984-04-17 Electrodyne Research Corporation Migrating fluidized bed combustion system for a steam generator
FI97315C (fi) 1990-09-26 1996-11-25 Stein Industrie Leijukerroskattilan tulipesäseinämän jäähdytyslaitteisto
RU2040730C1 (ru) * 1992-04-03 1995-07-25 Акционерное общество "Белгородский завод энергетического машиностроения" Вертикальный котел
FR2712378B1 (fr) 1993-11-10 1995-12-29 Stein Industrie Réacteur à lit fluidisé circulant à extensions de surface d'échange thermique.
US5425331A (en) * 1994-06-13 1995-06-20 Foster Wheeler Energy Corporation Circulating fluidized bed reactor for low grade fuels
AT401287B (de) * 1994-10-17 1996-07-25 Austrian Energy & Environment Kühlflächenauskleidung
US5570645A (en) * 1995-02-06 1996-11-05 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed system and method of operating same utilizing an external heat exchanger
DE19645748C1 (de) * 1996-11-06 1998-03-12 Siemens Ag Verfahren zum Betreiben eines Durchlaufdampferzeugers und Durchlaufdampferzeuger zur Durchführung des Verfahrens
US5784975A (en) * 1996-12-23 1998-07-28 Combustion Engineering, Inc. Control scheme for large circulating fluid bed steam generators (CFB)
FI110026B (fi) 1997-09-12 2002-11-15 Foster Wheeler Energia Oy Leijupetikattilan arinarakenne
RU2151948C1 (ru) * 1998-07-02 2000-06-27 Гроздов Борис Николаевич Котельная установка
FI105499B (fi) * 1998-11-20 2000-08-31 Foster Wheeler Energia Oy Menetelmä ja laite leijupetireaktorissa
DE10039317A1 (de) * 2000-08-11 2002-04-11 Alstom Power Boiler Gmbh Dampferzeugeranlage
EP1533565A1 (de) * 2003-11-19 2005-05-25 Siemens Aktiengesellschaft Durchlaufdampferzeuger
US7004086B2 (en) 2004-06-17 2006-02-28 General Electric Company Injection of overfire air through the upper furnace arch for penetration and mixing with flue gas
FR2884900B1 (fr) * 2005-04-26 2007-11-30 Alstom Technology Ltd Reacteur a lit fluidise avec double extension de paroi
PL1953452T3 (pl) * 2007-01-10 2013-08-30 General Electric Technology Gmbh Komora reaktora z cyrkulującym złożem fluidalnym
FI124376B (fi) 2010-01-15 2014-07-31 Foster Wheeler Energia Oy Höyrykattila

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120102731A (ko) 2012-09-18
WO2011086233A1 (en) 2011-07-21
CN102782406A (zh) 2012-11-14
FI20105027A0 (fi) 2010-01-15
RU2507444C1 (ru) 2014-02-20
FI20105027L (fi) 2011-07-16
CN102782406B (zh) 2014-12-10
US20120312254A1 (en) 2012-12-13
JP2013517444A (ja) 2013-05-16
HUE036453T2 (hu) 2018-07-30
KR101378347B1 (ko) 2014-03-27
EP2524166A4 (en) 2015-08-05
US8967088B2 (en) 2015-03-03
EP2524166B1 (en) 2018-01-10
JP5356613B2 (ja) 2013-12-04
EP2524166A1 (en) 2012-11-21
PL2524166T3 (pl) 2018-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI123843B (fi) Kiertoleijupetireaktori
FI124376B (fi) Höyrykattila
US9267678B2 (en) Continuous steam generator
CN103339442A (zh) 增强循环质量反应器操作的方法以及执行该方法的反应器
KR101165297B1 (ko) 유동층 반응기의 보일러 물 사이클과 이러한 보일러 물 사이클을 갖는 유동층 반응기
EP2884169B1 (en) Fluidized bed apparatus
FI123548B (fi) Leijupetireaktorijärjestely
KR101129288B1 (ko) 유동층 반응기
US9671105B2 (en) Continuous flow steam generator with a two-pass boiler design
EP2884163B1 (en) Fluidized bed apparatus with a fluidized bed heat exchanger
JP3736630B2 (ja) 蒸気発生器
EP3054215B1 (en) Fluidized bed heat exchanger
EP2884165A1 (en) Fluidized bed heat exchanger
JP2016530474A (ja) 貫流式蒸気発生器
JP2011094842A (ja) 伝熱管の管寄せ装置及びボイラ
KR20120062295A (ko) 연료전지 시스템용 열교환형 증기발생기 헤더
JP2008076020A (ja) 貫流式排熱回収ボイラ

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 124376

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

PC Transfer of assignment of patent

Owner name: SUMITOMO SHI FW ENERGIA OY

MM Patent lapsed